CN109655576A - 一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置 - Google Patents

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胡大双
赵孝彬
李军
肖旭
张杰凡
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/12—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using combustion

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Abstract

本发明涉及一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，包括固定架，所述固定架的底部设有爆发室，所述爆发室的中部设有试样槽，所述试样槽的口部通过顶柱密封，所述顶柱上设有压力传感器，所述压力传感器与信号调理器连接，所述信号调理器与数据采集器连接，所述爆发室外侧包裹加热套，所述加热套与温度程序控制器连接。本发明能通过少量样品快速定量评估烤燃响应程度，操作简便，装置结构简单，成本低。

Description

一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置
技术领域
本发明涉及应用热方法测试含能材料的技术领域，具体涉及一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置。
背景技术
固体推进剂在烤燃过程可能发生燃烧、爆炸甚至爆轰响应，造成巨大的经济损失和人身伤亡，固体推进剂在烤燃过程中的响应程度是评估其安全性能重要指标之一。固体推进剂烤燃响应程度是指在一定升温速率下，固体推进剂响应产生破坏效应大小，表征固体推进剂对热刺激的敏感程度。
目前，国内判断固体推进剂烤燃响应程度大小多采用标准试件进行试验，但因装药量过小时，推进剂内热积聚减弱致使难以判断响应程度大小，因此均使用大装药量进行试验，通过烤燃试验壳体破裂程度定性判断响应程度大小，该方法成本高且存在定性误判可能性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术装药量大、工装复杂、成本高且存在定性判断误差等不足，提供一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，对烤燃作用下试样响应程度大小做出快速定量判断，操作简便，装置结构简单，成本低。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，包括固定架，所述固定架的底部设有爆发室，所述爆发室的中部设有试样槽，所述试样槽的口部通过顶柱密封，所述顶柱上设有压力传感器，所述压力传感器与信号调理器连接，所述信号调理器与数据采集器连接，所述爆发室外侧包裹加热套，所述加热套与温度程序控制器连接。
进一步的，所述爆发室与所述加热套之间设有温度传感器，所述温度传感器与所述温度程序控制器连接。
进一步的，所述试样槽的口部设有O形密封圈。
进一步的，所述温度程序控制器通过所述加热套控制所述爆发室的升温速率，所述升温速率的范围为0.01℃/min～5℃/min。
进一步的，所述固定架包括底板，所述底板上设有四根立柱，所述四根立柱的顶部安装一块压板，所述压板通过四个螺母与所述四根立柱固定。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明用于判断小质量含能材料慢速烤燃响应程度大小，装置简单，成本低，解决了以往试验装药量大问题。
2、本发明能够对烤燃响应程度进行定量评估。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详尽说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是压力信号传递示意图；
图3是利用本发明采集到HTPB推进剂响应时的压力曲线图；
图4是利用本发明采集到HTPB推进剂响应时的压力曲线斜率变化图。
具体实施方式
实施例一：
参见图1，一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，包括固定架1，所述固定架的底部设有爆发室2，所述爆发室的中部设有试样槽21，所述试样槽的口部通过顶柱3密封，所述顶柱上设有压力传感器4，所述压力传感器与信号调理器5连接，所述信号调理器与数据采集器6连接，所述爆发室外侧包裹加热套7，所述加热套与温度程序控制器8连接。
在本实施例中，爆发室2由45#钢加工而成，顶柱3由45#钢加工而成。
在本实施例中，所述爆发室与所述加热套之间设有温度传感器，所述温度传感器与所述温度程序控制器连接。
在本实施例中，所述温度程序控制器通过所述加热套控制所述爆发室的升温速率，所述升温速率的范围为0.01℃/min～5℃/min。
参见图1，在本实施例中，所述固定架1包括底板11，所述底板上设有四根立柱12，所述四根立柱的顶部安装一块压板13，所述压板通过四个螺母14与所述四根立柱固定。
参见图1、图2，在本实施例中，试验前，将HTPB推进剂切成5mm×5mm×10mm试样。试验时，将HTPB推进剂试样9放置于爆发室2的试样槽21内，试样槽的口部设有O形槽，在O形槽内放置O形密封圈，再在爆发室上放置顶柱3密封，顶柱顶端放置压力传感器4，并利用扭矩扳手固定夹片和压力传感器。将加热套7包裹在爆发室外侧，并将温度传感器置于加热套和爆发室的外壁之间，使之紧贴爆发室，连接好各电源线和信号线。
检查各连线正常后设置升温参数，通过温度程序控制器8设定好升温速率，从23℃(试验时环境温度)按1℃/min升温速率(根据需求设定)升温至HTPB推进剂响应，并按需求设定压力采集频率。HTPB试样在烤燃作用下发生响应，爆发室内压力增加，产生的冲击压力由压力传感器检测后输出信号，经信号调理器5处理后由数据采集器6采集压力变化数据并显示，根据压力随时间变化率表征响应程度。
试验结果，图3为利用本发明采集到HTPB推进剂响应时的压力曲线图，图4为压力曲线斜率变化图。不同试样产生响应程度不同，因此产生的压力随时间变化率不同，可根据压力曲线随时间变化率判断响应程度大小。
最后需要说明的是，上面实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制，虽然参照实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的精神和相关范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，其特征在于：包括固定架(1)，所述固定架的底部设有爆发室(2)，所述爆发室的中部设有试样槽(21)，所述试样槽的口部通过顶柱(3)密封，所述顶柱上设有压力传感器(4)，所述压力传感器与信号调理器(5)连接，所述信号调理器与数据采集器(6)连接，所述爆发室外侧包裹加热套(7)，所述加热套与温度程序控制器(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，其特征在于：所述爆发室与所述加热套之间设有温度传感器，所述温度传感器与所述温度程序控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，其特征在于：所述试样槽的口部设有O形密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，其特征在于：所述温度程序控制器通过所述加热套控制所述爆发室的升温速率，所述升温速率的范围为0.01℃/min～5℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种快速评估固体推进剂烤燃响应程度的装置，其特征在于：所述固定架包括底板(11)，所述底板上设有四根立柱(12)，所述四根立柱的顶部安装一块压板(13)，所述压板通过四个螺母(14)与所述四根立柱固定。
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